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Análisis Matemático 66
2024
GUTIERREZ (ÚNICA)
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ANÁLISIS MATEMÁTICO 66 CBC
CÁTEDRA GUTIERREZ (ÚNICA)
6.
Calcule los siguientes límites
a) $\lim _{x \rightarrow+\infty}\left(1+\frac{5}{x}\right)^{\frac{x^{2}+1}{x+1}}$
a) $\lim _{x \rightarrow+\infty}\left(1+\frac{5}{x}\right)^{\frac{x^{2}+1}{x+1}}$
Respuesta
Tenemos que resolver este límite:
$\lim _{x \rightarrow+\infty}\left(1+\frac{5}{x}\right)^{\frac{x^{2}+1}{x+1}}$
Fijate que \(\left(1+\frac{5}{x}\right)\) tiende a 1 cuando \(x\) tiende a infinito, y el exponente \(\frac{x^{2}+1}{x+1}\) tiende a infinito. Por lo tanto, estamos frente a una indeterminación de tipo "1 elevado a infinito". Vamos a salvarla con los pasos que vimos en clase 😄
Acordate que:
$\lim_{x \rightarrow+\infty}\left(1+ \text{"Algo" que tiende a cero}\right)^{\text{"Algo" dado vuelta}}=e$.
Nuestro objetivo es transformar la expresión del límite para que nos aparezca eso. En este caso, la parte de "1 + algo que tiende a cero" ya la tenemos; sólo necesitamos que \(\frac{5}{x}\) aparezca dado vuelta en el exponente. Lo agregamos:
$\lim _{x \rightarrow+\infty}\left[\left(1+\frac{5}{x}\right)^{\frac{x}{5}}\right]^{\frac{5}{x}\cdot\frac{x^{2}+1}{x+1}}$
Identificamos que lo que está entre corchetes tiende a \(e\). Ahora, calculamos el límite que nos quedó en el exponente en un cálculo auxiliar:
$\lim _{x \rightarrow+\infty}\left(\frac{5}{x}\cdot\frac{x^{2}+1}{x+1}\right) = \lim _{x \rightarrow+\infty}\left(\frac{5(x^{2}+1)}{x(x+1)}\right) = \lim _{x \rightarrow+\infty}\left(\frac{5x^2+5}{x^2+x}\right) = 5$
Genial, ya sabemos que el exponente tiende a $5$, por lo tanto el resultado es...
$\lim _{x \rightarrow+\infty}\left(1+\frac{5}{x}\right)^{\frac{x^{2}+1}{x+1}} = e^5$
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